函数介绍
如果在开发程序时,需要某块代码多次,但是为了提高编写的效率以及代码的重用,所以把具有独立功能的代码块组织为一个小模块,这就是函数
函数定义和调用
<1>定义函数
定义函数的格式如下:
def 函数名():
代码
demo:
# 定义一个函数,能够完成打印信息的功能
def printInfo():
print '------------------------------------'
print ' 人生苦短,我用Python'
print '------------------------------------'
<2>调用函数
定义了函数之后,就相当于有了一个具有某些功能的代码,想要让这些代码能够执行,需要调用它
调用函数很简单,通过 函数名() 即可完成调用
demo:
# 定义完函数后,函数是不会自动执行的,需要调用它才可以
printInfo()
函数的文档说明
>>> def test(a,b):
... "用来完成对2个数求和"
... print("%d"%(a+b))
...
>>>
>>> test(11,22)
33
如果执行,以下代码
>>> help(test)
能够看到test函数的相关说明
Help on function test in module __main__:
test(a, b)
用来完成对2个数求和
函数的参数(一)
想一下:
现在需要定义一个函数,这个函数能够完成2个数的加法运算,并且把结果打印出来,该怎样设计?下面的代码可以吗?有什么缺陷吗?
def add2num():
a = 11
b = 22
c = a+b
print c
上面的代码的两个数都是固定的。为了让一个函数更通用,即想让它计算哪两个数的和,就让它计算哪两个数的和,在定义函数的时候可以让函数接收数据,就解决了这个问题,这就是 函数的参数
<1> 定义带有参数的函数
示例如下:
def add2num(a, b):
c = a+b
print c
<2> 调用带有参数的函数
以调用上面的add2num(a, b)函数为例:
def add2num(a, b):
c = a+b
print c
add2num(11, 22) #调用带有参数的函数时,需要在小括号中,传递数据
调用带有参数函数的运行过程:
<3> 调用函数时参数的顺序
>>> def test(a,b):
... print(a,b)
...
>>> test(1,2)
1 2
>>> test(b=1,a=2)
2 1
>>>
>>> test(b=1,2)
File "<stdin>", line 1
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
>>>
<4> 小总结
- 定义时小括号中的参数,用来接收参数用的,称为 “形参”(形式参数)
- 调用时小括号中的参数,用来传递给函数用的,称为 “实参”(实际参数)
函数的返回值(一)
<1>“返回值”介绍
现实生活中的场景:
我给同学10块钱,让他给我带份饭。这个例子中,10块钱是我给同学的,就相当于调用函数时传递到参数,让同学带饭这个事情最终的目标是,让他把饭给你带回来然后给你对么,,,此时饭就是返回值
开发中的场景:
定义了一个函数,完成了获取室内温度,想一想是不是应该把这个结果给调用者,只有调用者拥有了这个返回值,才能够根据当前的温度做适当的调整
综上所述:
所谓“返回值”,就是程序中函数完成一件事情后,最后给调用者的结果
<2>带有返回值的函数
想要在函数中把结果返回给调用者,需要在函数中使用return
如下示例:
def add2num(a, b):
c = a+b
return c
或者
def add2num(a, b):
return a+b
<3>保存函数的返回值
在本小节刚开始的时候,说过的“买烟”的例子中,最后儿子给你烟时,你一定是从儿子手中接过来 对么,程序也是如此,如果一个函数返回了一个数据,那么想要用这个数据,那么就需要保存
保存函数的返回值示例如下:
#定义函数
def add2num(a, b):
return a+b
#调用函数,顺便保存函数的返回值
result = add2num(100,98)
#因为result已经保存了add2num的返回值,所以接下来就可以使用了
print result
结果:
198
4种函数的类型
函数根据有没有参数,有没有返回值,可以相互组合,一共有4种:
- 无参数,无返回值
- 无参数,无返回值
- 有参数,无返回值
- 有参数,有返回值
<1>无参数,无返回值的函数
此类函数,不能接收参数,也没有返回值,一般情况下,打印提示类似的功能,使用这类的函数
<2>无参数,有返回值的函数
此类函数,不能接收参数,但是可以返回某个数据,一般情况下,像采集数据,用此类函数
# 获取温度
def getTemperature():
#这里是获取温度的一些处理过程
#为了简单起见,先模拟返回一个数据
return 24
temperature = getTemperature()
print('当前的温度为:%d'%temperature)
结果:
当前的温度为: 24
<3>有参数,无返回值的函数
此类函数,能接收参数,但不可以返回数据,一般情况下,对某些变量设置数据而不需结果时,用此类函数
<4>有参数,有返回值的函数
此类函数,不仅能接收参数,还可以返回某个数据,一般情况下,像数据处理并需要结果的应用,用此类函数
# 计算1~num的累积和
def calculateNum(num):
result = 0
i = 1
while i<=num:
result = result + i
i+=1
return result
result = calculateNum(100)
print('1~100的累积和为:%d'%result)
结果:
1~100的累积和为: 5050
<5>小总结
- 函数根据有没有参数,有没有返回值可以相互组合
- 定义函数时,是根据实际的功能需求来设计的,所以不同开发人员编写的函数类型各不相同
函数的嵌套调用
def testB():
print('---- testB start----')
print('这里是testB函数执行的代码...(省略)...')
print('---- testB end----')
def testA():
print('---- testA start----')
testB()
print('---- testA end----')
testA()
结果:
---- testA start----
---- testB start----
这里是testB函数执行的代码...(省略)...
---- testB end----
---- testA end----
小总结:
- 一个函数里面又调用了另外一个函数,这就是所谓的函数嵌套调用
- 如果函数A中,调用了另外一个函数B,那么先把函数B中的任务都执行完毕之后才会回到上次 函数A执行的位置
局部变量和全局变量
<1>什么是局部变量
如下图所示:
<2>局部变量总结
- 局部变量,就是在函数内部定义的变量
- 其作用范围是这个函数内部,即只能在这个函数中使用,在函数的外部是不能使用的
- 因为其作用范围只是在自己的函数内部,所以不同的函数可以定义相同名字的局部变量(打个比方,把你、我是当做成函数,把局部变量理解为每个人手里的手机,你可有个iPhone8,我当然也可以有个iPhone8了, 互不相关)
- 局部变量的作用,为了临时保存数据需要在函数中定义变量来进行存储
- 当函数调用时,局部变量被创建,当函数调用完成后这个变量就不能够使用了
<3>什么是全局变量
如果一个变量,既能在一个函数中使用,也能在其他的函数中使用,这样的变量就是全局变量
打个比方:有2个兄弟 各自都有手机,各自有自己的小秘密在手机里,不让另外一方使用(可以理解为局部变量);但是家里的电话是2个兄弟都可以随便使用的(可以理解为全局变量)
demo如下:
# 定义全局变量
a = 100
def test1():
print(a) # 虽然没有定义变量a但是依然可以获取其数据
def test2():
print(a) # 虽然没有定义变量a但是依然可以获取其数据
# 调用函数
test1()
test2()
运行结果:
100
100
总结1:
- 在函数外边定义的变量叫做全局变量
- 全局变量能够在所有的函数中进行访问
<4>全局变量和局部变量名字相同问题
看如下代码:
总结2:
- 当函数内出现局部变量和全局变量相同名字时,函数内部中的 变量名 = 数据 此时理解为定义了一个局部变量,而不是修改全局变量的值
<5>修改全局变量
函数中进行使用时可否进行修改呢?
代码如下:
总结3:
如果在函数中出现global 全局变量的名字 那么这个函数中即使出现和全局变量名相同的变量名 = 数据 也理解为对全局变量进行修改,而不是定义局部变量
如果在一个函数中需要对多个全局变量进行修改,那么可以使用
# 可以使用一次global对多个全局变量进行声明
global a, b
# 还可以用多次global声明都是可以的
# global a
# global b
多函数程序的基本使用流程
一般在实际开发过程中,一个程序往往由多个函数(后面知识中会讲解类)组成,并且多个函数共享某些数据,这种场景是经常出现的,因此下面来总结下,多个函数中共享数据的几种方式
1,使用全局变量
g_num = 0
def test1():
global g_num
.....将处理结果存储到全局变量g_num中.....
def test2():
.....通过获取全局变量g_num的值, 从而获取test1函数处理之后的结果......
# 1. 先调用test1得到数据并且存到全局变量中
test1()
# 2. 再调用test2,处理test1函数执行之后的这个值
test2()
2. 使用函数的返回值、参数
def test1():
.....通过return将一个数据结果返回.....
def test2(num):
.....通过形参的方式保存传递过来的数据,就可以处理了......
# 1. 先调用test1得到数据并且存到变量result中
result = test1()
# 2. 调用test2时,将result的值传递到test2中,从而让这个函数对其进行处理
test2(result)
3. 函数嵌套调用
def test1():
.....通过return将一个数据结果返回.....
def test2():
# 1. 先调用test1并且把结果返回来
result = test1()
# 2. 对result进行处理
......
# 1. 调用test1时,完成所有的处理
test2()
函数的返回值(二)
在python中我们怎样返回多个值?
<1> 多个return?
def create_nums():
print("---1---")
return 1 # 函数中下面的代码不会被执行,因为return除了能够将数据返回之外,还有一个隐藏的功能:结束函数
print("---2---")
return 2
print("---3---")
总结1:
- 一个函数中可以有多个return语句,但是只要有一个return语句被执行到,那么这个函数就会结束了,因此后面的return没有什么用处
- 如果程序设计为如下,是可以的因为不同的场景下执行不同的return
def create_nums(num):
print("---1---")
if num == 100:
print("---2---")
return num+1 # 函数中下面的代码不会被执行,因为return除了能够将数据返回之外,还有一个隐藏的功能:结束函数
else:
print("---3---")
return num+2
print("---4---")
result1 = create_nums(100)
print(result1) # 打印101
result2 = create_nums(200)
print(result2) # 打印202
<2> 一个函数返回多个数据的方式
def divid(a, b):
shang = a//b
yushu = a%b
return shang, yushu #默认是元组
result = divid(5, 2)
print(result) # 输出(2, 1)
总结2:
- return后面可以是元组,列表、字典等,只要是能够存储多个数据的类型,就可以一次性返回多个数据
def function():
# return [1, 2, 3]
# return (1, 2, 3)
return {"num1": 1, "num2": 2, "num3": 3}
- 如果return后面有多个数据,那么默认是元组
In [1]: a = 1, 2
In [2]: a
Out[2]: (1, 2)
In [3]:
In [3]: b = (1, 2)
In [4]: b
Out[4]: (1, 2)
In [5]:
函数参数(二)
<1>. 缺省参数
调用函数时,缺省参数的值如果没有传入,则取默认值。
下例会打印默认的age,如果age没有被传入:
def printinfo(name, age=35):
# 打印任何传入的字符串
print("name: %s" % name)
print("age %d" % age)
# 调用printinfo函数
printinfo(name="miki") # 在函数执行过程中 age去默认值35
printinfo(age=9 ,name="miki")
以上实例输出结果:
name: miki
age: 35
name: miki
age: 9
总结1:
- 在形参中默认有值的参数,称之为缺省参数
- 注意:带有默认值的参数一定要位于参数列表的最后面
>>> def printinfo(name, age=35, sex):
... print name
...
File "<stdin>", line 1
SyntaxError: non-default argument follows default argument
<2>. 不定长参数
有时可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数, 这些参数叫做不定长参数,声明时不会命名。
基本语法如下:
def functionname([formal_args,] *args, **kwargs):
"""函数_文档字符串"""
function_suite
return [expression]
注意:
- 加了星号(*)的变量args会存放所有未命名的变量参数,args为元组
- 而加**的变量kwargs会存放命名参数,即形如key=value的参数, kwargs为字典.
>>> def fun(a, b, *args, **kwargs):
... """可变参数演示示例"""
... print("a =%d" % a)
... print("b =%d" % b)
... print("args:")
... print(args)
... print("kwargs: ")
... for key, value in kwargs.items():
... print("key=%s" % value)
...
>>> fun(1, 2, 3, 4, 5, m=6, n=7, p=8) # 注意传递的参数对应
a = 1
b = 2
args:
(3, 4, 5)
kwargs:
p = 8
m = 6
n = 7
>>>
>>>
>>>
>>> c = (3, 4, 5)
>>> d = {"m":6, "n":7, "p":8}
>>> fun(1, 2, *c, **d) # 注意元组与字典的传参方式
a = 1
b = 2
args:
(3, 4, 5)
kwargs:
p = 8
m = 6
n = 7
>>>
>>>
>>>
>>> fun(1, 2, c, d) # 注意不加星号与上面的区别
a = 1
b = 2
args:
((3, 4, 5), {'p': 8, 'm': 6, 'n': 7})
kwargs:
>>>
>>>
<3>. 缺省参数在*args后面
def sum_nums_3(a, *args, b=22, c=33, **kwargs):
print(a)
print(b)
print(c)
print(args)
print(kwargs)
sum_nums_3(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, b=1, c=2, mm=800, nn=900)
说明:
如果很多个值都是不定长参数,那么这种情况下,可以将缺省参数放到 *args的后面, 但如果有**kwargs的话,**kwargs必须是最后的
拆包、交换变量的值
<1> 对返回的数据直接拆包
def get_my_info():
high = 178
weight = 100
age = 18
return high, weight, age
# result = get_my_info()
# print(result)
my_high, my_weight, my_age = get_my_info()
print(my_high)
print(my_weight)
print(my_age)
总结:
- 拆包时要注意,需要拆的数据的个数要与变量的个数相同,否则程序会异常
- 除了对元组拆包之外,还可以对列表、字典等拆包
In [17]: a, b = (11, 22)
In [18]: a
Out[18]: 11
In [19]: b
Out[19]: 22
In [20]: a, b = [11, 22]
In [21]: a
Out[21]: 11
In [22]: b
Out[22]: 22
In [23]: a, b = {"m":11, "n":22} # 取出来的是key,而不是键值对
In [24]: a
Out[24]: 'm'
In [25]: b
Out[25]: 'n
<2> 交换2个变量的值
# 第1种方式
# a = 4
# b = 5
# c = 0
#
# c = a
# a = b
# b = c
#
# print(a)
# print(b)
# 第2种方式
# a = 4
# b = 5
# a = a+b # a=9, b=5
# b = a-b # a=9, b=4
# a = a-b # a=5, b=4
# print(a)
# print(b)
# 第3种方式
a, b = 4, 5
a, b = b, a
print(a)
print(b)
引用(一)
a = [1, 2]
b = a
print(b)
a.append(3)
print(a)
print(b)
想一下,改变a的值,那么b的值会变吗?
运行结果:
[1, 2]
[1, 2, 3]
[1, 2, 3]
在python中,值是靠引用来传递来的。
我们可以用id()来判断两个变量是否为同一个值的引用。 我们可以将id值理解为那块内存的地址标示。
总结:
之前为了更好的理解变量,咱们可以把a=100理解为变量a中存放了100,事实上变量a存储是100的引用(可理解为在内存中的一个编号)
可变、不可变类型
总结:
- 所谓可变类型与不可变类型是指:数据能够直接进行修改,如果能直接修改那么就是可变,否则是不可变
- 可变类型有: 列表、字典、集合
- 不可变类型有: 数字、字符串、元组
引用(二)
引用当做实参
- 可变类型与不可变类型的变量分别作为函数参数时,会有什么不同吗?
- Python有没有类似C语言中的指针传参呢?
def test1(b): # 变量b一定是一个局部变量,就看它指向的是谁?可变还是不可变
b += b # += 是直接对b指向的空间进行修改,而不是让b指向一个新的
# b = b+b # xx = xx+yyy 先把=号右边的结果计算出来,然后让b指向这个新的地方,不管原来b指向谁
# 现在b一定指向这个新的地方
# a = [11, 22]
a = 100
test1(a)
print(a)
总结:
- Python中函数参数是引用传递(注意不是值传递)
- 对于不可变类型,因变量不能修改,所以运算不会影响到变量自身
- 而对于可变类型来说,函数体中的运算有可能会更改传入的参数变量
递归函数
<1>什么是递归函数
通过前面的学习知道一个函数可以调用其他函数。
如果一个函数在内部不调用其它的函数,而是自己本身的话,这个函数就是递归函数。
<2>递归函数的作用
举个例子,我们来计算阶乘 n! = 1 * 2 * 3 * … * n
解决办法1:
看阶乘的规律
1! = 1
2! = 2 × 1 = 2 × 1!
3! = 3 × 2 × 1 = 3 × 2!
4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 4 × 3!
...
n! = n × (n-1)!
解决办法2:
原理:
匿名函数
用lambda关键词能创建小型匿名函数。这种函数得名于省略了用def声明函数的标准步骤。
lambda函数的语法只包含一个语句,如下:
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
如下实例:
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
#调用sum函数
print "Value of total : ", sum( 10, 20 )
print "Value of total : ", sum( 20, 20 )
以上实例输出结果:
Value of total : 30
Value of total : 40
Lambda函数能接收任何数量的参数但只能返回一个表达式的值
匿名函数不能直接调用print,因为lambda需要一个表达式
应用场合
函数作为参数传递
1,自己定义函数
>>> def fun(a, b, opt):
... print "a =", a
... print "b =", b
... print "result =", opt(a, b)
...
>>> fun(1, 2, lambda x,y:x+y)
a = 1
b = 2
result = 3
2,作为内置函数的参数
想一想,下面的数据如何指定按age或name排序?
stus = [
{"name":"zhangsan", "age":18},
{"name":"lisi", "age":19},
{"name":"wangwu", "age":17}
]
按name排序:
>>> stus.sort(key = lambda x:x['name'])
>>> stus
[{'age': 19, 'name': 'lisi'}, {'age': 17, 'name': 'wangwu'}, {'age': 18, 'name': 'zhangsan'}]
按age排序:
>>> stus.sort(key = lambda x:x['age'])
>>> stus
[{'age': 17, 'name': 'wangwu'}, {'age': 18, 'name': 'zhangsan'}, {'age': 19, 'name': 'lisi'}]
函数使用注意事项
1. 自定义函数
<1>无参数、无返回值
def 函数名():
语句
<2> 无参数、有返回值
def 函数名():
语句
return 需要返回的数值
注意:
- 一个函数到底有没有返回值,就看有没有return,因为只有return才可以返回数据
- 在开发中往往根据需求来设计函数需不需要返回值
- 函数中,可以有多个return语句,但是只要执行到一个return语句,那么就意味着这个函数的调用完成
<3>有参数、无返回值
def 函数名(形参列表):
语句
注意:
- 在调用函数时,如果需要把一些数据一起传递过去,被调用函数就需要用参数来接收
- 参数列表中变量的个数根据实际传递的数据的多少来确定
<4>有参数、有返回值
def 函数名(形参列表):
语句
return 需要返回的数值
<5>函数名不能重复
2. 调用函数
<1>调用的方式为:
函数名([实参列表])
<2>调用时,到底写不写 实参
- 如果调用的函数 在定义时有形参,那么在调用的时候就应该传递参数
<3>调用时,实参的个数和先后顺序应该和定义函数中要求的一致
<4>如果调用的函数有返回值,那么就可以用一个变量来进行保存这个值
3. 作用域
<1>在一个函数中定义的变量,只能在本函数中用(局部变量)
<2>在函数外定义的变量,可以在所有的函数中使用(全局变量)